水轮机使用说明书

控制环及导叶传动机 构 控制环采用钢板整体焊 成，下部支承在顶 盖 上，接触面采用 自润滑 轴承 导向 ，
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HL300A-LJ-330 安装、操作、维护手册
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水轮机结构
HLJF1053B-LJ-125 型水轮机为 立轴混流式 , 转轮型号为 HLJF1053B, 名义直径
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Φ1250mm ，金属蜗壳 ，包 角为 345 °，尾水管为弯肘形尾 水管。 蜗壳断面 为圆形 ， 它保证了 水轮机 沿圆周均匀进 水，并构成一 定的 环量。与蜗壳相联 的座环担 负着水 轮机组的 部分 自重 、水压力 以及 上部部分混凝土传给座环 的负荷， 并将这些 负荷 通
HLJF1053B-LJ-125 水轮机
0L4.412.1305
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操作维护手册
1 概述
HLJF1053B-LJ-125 装机两台，单机容量为
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水轮机设备为云南省师宗县黑尔水电站设计、制造。电站 13000kW 。
水轮机设备包括 HLJF1053B-LJ-125 型水轮机 ,球阀（业主另购），3000 型调速 器（业主另购），以及与之配套的自动化元件（业主另购）。机组能自动启动、停机、 调节负荷、事故停机 和发出安全保 护报警信 号。
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与尾水肘管联接处设有伸缩节，以适应机组运行时，尾水管的振动，并方便尾水锥管 的下拆。 尾水管进口设有 4 个供量测真空压力的测头，测头材质为不锈钢。
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3.1.3
机杭里衬 ，地板 装配 等。 为防止 渗水，便于 浇捣 混凝土 以及装设 地板 ，设 有机坑里衬 。机坑里衬由 8mm
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设有压板防止控 制环上 抬，上部 设 有一个大 耳朵 与调速器 接力器（布置在+Y 方向） 相连，下部圆环 有 20 个均布孔通 过连杆 分别与 20 个导叶相连。导叶采用 剪断销传 递力矩，另 10 只直接用圆柱 销传递力 矩， 相间 布置。来自调速器的操作 力， 通过 接力器传至控制环， 使控 制环来回 转动， 带动控制环销、连杆 、剪断销或 圆柱 销， 使导叶转动， 开大或 关小 。 3.3 转动部分 转动部分 的作 用是 把水能 转变为机 械 能， 带动发电机 旋转发 电。 转动部分 包括 转轮、主 轴、轴承及 其主轴 密封 等。 3.3.1 转轮（业主另购）为铸焊结构，由下环和上冠及叶片组焊而成。转轮的上冠及下
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钢板焊 接而成，在工 地安装时，焊在 座环上 。
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在座环上部 设有一根 DN65 顶盖自流排水管，可将顶盖上的积水排至集 水井。 鉴于排 水管为自 流排 水管，因此 ，在埋 设时 应保证管 子畅 通且管子要有 一定的 向下 倾斜趋势 ，严防堵塞 。 地板 装配 固定 在机坑里衬 特设的 支撑 板上，为 运行维护 人员 进 入机 坑检查 和 维护水轮机 正常 工作 提供方便。 3.2 导水机构 导 水机 构 的作 用是 根据外界 的 功率 要求引 导 水流、调节 流 量，以及 在临 时 停 机时作挡水闸门 之用。 导 水机 构 主 要包括 顶盖 、 支持盖 、导叶 、 控制 环 以及 导 叶 传动机 构等 零 件。 导水机 构过流部 件的 流道与模型相似。 3.2.1 导叶及支持件 导叶共有 20 只，采用 ZG06Cr13Ni4Mo 铸钢整 铸而成，导叶轴 套采用有 自润 滑性 能的 钢背轴套。导 叶轴上 装有防 沙密封 。导叶下 轴颈处装 有 调节 螺栓 ，调整 导 叶上、下端 面间 隙适当 。导叶臂与连板间 的连接采用 导叶剪断销装置。 顶 盖为 铸 焊结 构 。 具有足够 的 强 度和 刚 度，它将导 水机 构 的水 压力 及 轴 承 的 负荷 传递给座环 。顶盖 上均 布置有 20 只导叶孔 ，分别装有导叶 上、中自润滑 轴承。 在顶 盖过流面上 设有 不锈钢抗磨 板。顶盖上 设有不锈钢上止漏环 ，与转轮上冠间采 用梳齿 式密封结 构 。顶盖与座环间 的接合面 都采用 密封 条止水。顶盖与转轮上冠间 设有泵板排水结构，机组运行时上 止漏环 的漏水经泵板通 过 4 根 DN65 的取水管引 出， 接入机组 冷却 水上蓄水池， 蓄水池相对高程为 +30m( 假定)时， 在最大 水头 280m 时，顶盖取水量为 217 m 3 /h, 在额定水 头 270m 时，顶盖取水量为 212m 3 /h, 在最小 水头 255m 时，顶盖取水量为 202m 3 /h。 顶 盖 为水轮机组检 修 最大 及 最重 起 吊 件， 起 吊 重 量 3.6t, 最大 外 形 尺寸 为 Ф1835mmX690mm 。 底环为采用整 铸结 构 ，材料 为 ZG20Mn 。在底环过流面上 设有 不锈钢抗磨 板。
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底环布置有 20 只下导叶孔 ，并安 装自 润滑 轴承。在底环上安 装有不锈钢下止 漏环。 底环采用下 拆结 构 ，可以直接从 尾水管进 人 通道拆 出。底环 为机组 下拆部件中最重 件及 最大 件， 其起吊 重量为 2.9t ，最大 外形尺寸 为 Ф1835mmX280mm 。
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3.2.2
3.5.1 水气管路布置
水气管路主要包括顶盖取水管路、主轴密封排水管路、座环下环排水管路、机坑排 水管路、轴承冷却水管路、主轴停机密封压缩空气管路、补气管路。 a 水管路布置 正常运行时，从上止漏环处流出的泄漏水，通过泵板排至四根 DN65 顶盖取水管， 引入机组冷却水系统。 主轴密封排水管指 1 根 DN25 排水管，自流排至集水井。在机组起动或停机过程中， 由于机组转速低，泵板密封只起到部分作用，因此仍有少量来自止漏环处漏水要经过该 排水管排走。机组达到一定转速时，此处无漏水。 机坑 DN65 排水管路用于止漏环破坏时备用。 b 气管路布置 气管路布置为主轴停机密封压缩空气管路及补气管路。 水轮机检修密封的橡胶围带密封件的气压为 0.5～0.7MPa,其投入与释放通过电接 点压力表，电磁空气阀来控制操作。 在地板下方的机坑内设有 2 只 DN40mm 橡胶膜片单向阀，在机组部分负荷时，单向 阀自动向转轮中心补气。 3.5.2 测量管路布置 测压仪表装置主要测量①蜗壳进口压力；②尾水管进口真空压力；③尾水管出口压
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水轮机基本参数
型 号 HLJF1053B-LJ-125 270 m 280m 255m 13000kW 5.28 m 750 r/min 1315 r/min 301kN 93.17 93.6 ％ ％ ≤ +0.8m( 额定工况时 ) 8s % 392 m 水柱 3 /s 额定水 头 最大 水头 最小 水头 额定功率 额定流量 额定转速 飞逸转 速 轴向最大 水推力 额定效率 最高效率 允许吸出高度 导水机 构关闭时间 最大转 速上升率 蜗壳中最大压力不超过
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工作密封采用泵板和无接触间隙式密封。 正常运行时， 从上止漏环处流出的泄漏水， 通过转轮泵板排至四根 DN65 顶盖取水管。密封体上接有 DN25 排水管，将开机、停机过 程中的泄漏水自流排至集水井。 检修密封在工作密封下方，采用空气压迫空气围带式密封结构，当机组停机或检修 时，向空气围带管路充入 0.5～0.7MPa 压缩空气，橡胶围带受压迫而使围带的密封唇边 与主轴贴紧，起到密封作用。 3.5 管路布置部分 该部分包括水、气管路和测量管路布置。
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轮机油（透平油）。 在连续运转条件下，轴瓦的最高温度不超过 65℃。 上油箱内配有一个油位信号计，机组运行时，具有低油位接点报警功能。轴瓦和上 油箱内设有铂热电阻，分别监控瓦温和油温。
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3.3.4
主轴密封 主轴密封有工作密封和检修密封组成。
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将水流的能量 转换成 旋转的机 械能，经发电机 转换成电能。流出转 轮的水 流通过尾 水管流向 下游 ，藉尾水 管恢复 作用，利用 了转 轮出口水流的部分 动能， 减少 水轮机 的出口损失 ，提高了 水轮机的 效率 。 为减少空 化和振动及 防止 导水机 构紧急 关闭时 ，下游 水位对 机组的水 锤作用， 在水轮机主 轴法兰 上(转轮端)设有 5- Φ20 补气孔 ，引自 DN25 真空补气系统 ，对转 轮下方 进行补气 。 3.1 埋入部分 埋入 部分 由蜗壳 (座环 )、尾水管里衬 、机 坑里衬 和地板 装配 等主要部件组 成。 3.1.1 蜗壳 （座环 ） 蜗壳 本体是由钢板滚 压拼焊而 成，钢板厚 度为 12~20mm ，钢板材料 为 16Mn ， 蜗壳 在厂内 与座环一 起焊 成整体 ，并 作水 压 试验 。焊缝质 量符合 图样要求 。蜗壳进 水口直径 为Φ1000mm 。在工地安装 蜗壳时 ，蜗壳 下 部有支墩 和千斤顶 ，四 周有拉 筋，调整后固 定，以 防浇捣 混凝土时 移动。蜗壳 采用 保压 浇捣 混凝土 ，保压压力 为 2.65Mpa 。 蜗壳进 口处装 有测 量 蜗壳进 口压力 用的四 只测头，测头的材质 均为不锈钢。 座环 本体采用 Q235 钢板焊 接结 构，具有足够 的强度和 刚度，当蜗壳 放空时， 其可承受置于其 上的 结构物和机组 部件的 全部重 量， 并能安全 承受 由蜗壳 内最大 水 压力 而产生 的各种应 力。固定导叶用 Q235 钢板 加工而成，数量为 20 只，座环流 道及各固定导叶叶 型 均与模型几何 相似。 蜗壳 为机组 中最大 及 最重 运输 部件，最大 运输尺寸 为 4mX3.6mX1.05m ，运输 重量为 3.1.2 ( 包括 导水机 构)。 尾水管里衬 尾水管由尾水锥管、尾水肘管和扩散管组成。尾水锥管及尾水肘管设置钢板里衬， 其中尾水肘管里衬由业主自备。 尾水锥管里衬由钢板焊接而成，锥管壁厚为 16mm。尾水锥管里衬分为上、下两段， 可以分别下拆并从尾水管通道运出。尾水锥管里衬外壁设有环筋。在尾水锥管出口段
环处均有止漏环，以减少水流的容积损失。在转轮顶部，焊有泵板。 3.3.2 主轴采用锻钢 20SiMn。轴身直径φ30mm，法兰外圆φ50mm。 水轮机主轴与转轮及发电机主轴之间的联接，采用 14 只联轴螺栓，通过控制联轴 螺栓（柱）的预紧伸长量，用摩擦力传递扭矩。 3.3.3 轴承 轴承采用抛物面瓦，轴瓦内径为φ350mm。它由轴承体、轴瓦、转动油盆、肩圈等 组成。轴瓦不需在工地研刮。 所有的主要部件如转动油盆、轴承盖、肩圈、轴承座（轴瓦为铸钢件除外）， 都为 焊接结构，分半后用螺栓把合。 轴承座用法兰固定在水轮机顶盖的轴承支座上， 并形成上油箱。 它也是轴瓦的基础。 转动油盆固定在主轴上并随之转动。轴瓦用法兰固定在轴承座上，内嵌固定的轴承合金 瓦，并加工成抛物线曲面，具有优良的轴承动态液压性能。只要拆掉上油箱的油箱盖， 就可以很方便地在上面检查轴承的间隙或拆卸轴瓦。 轴承润滑为自循环形式,静止时，轴承内部的所有的油都在转动油盆内，轴瓦下部 浸在油中。启动前不需要另外供油。当主轴旋转时，转动油盆内的毕托管自动把油吸入 上油箱，再经轴瓦流回转动油盆。 正常运行时，轴承内几乎所有的油都集中在上油箱中。润滑油采用 L-TSA-46 号汽
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过固定导叶传给 基础 。 蜗壳中 的水 流 经座环进 入导水机 构， 通过导 叶的开启和关闭 ， 控制进入水轮机的 流 量和水流方向，使水流沿圆周均匀 地进入转 轮。通过转 轮叶片
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